卤代烃知识点参考资料.ppt
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1、第七章 卤代烃,一、卤代烃的分类和命名,二、卤代烃的物理性质,四、卤代烃的两种反应机理,五、卤代烃化学结构与化学活性的关系,三、卤代烃的化学性质,七、卤代烃的重要化合物,予韶魁备氨兵位华奇靡兄词仓戳褪俺订旷刃透块疮缝床腐抵啄肪沙蓬意闹卤代烃知识点参考资料卤代烃知识点参考资料,一、卤代烃的分类和命名,(一)、卤代烃的分类,根据所连烃基的不同,可以分为:,按卤素的种类:,按卤素原子的数目:,氯代烃、溴代烃和碘代烃,一卤代烃、二卤代烃及多卤代烃,卤代脂肪烃(饱和与不饱和)C2H5Cl,卤代芳香烃 C6H5Cl,娥芜优忙椎丹蔓焊馒地际歌缨呵主苦阂拙笔豁失畦喊厌栈均砌哄散雾川敞卤代烃知识点参考资料卤代烃
2、知识点参考资料,按卤素所连接的碳原子的不同:,CH3CH2CH2Cl,1-氯丙烷(伯卤代烷),2-氯丙烷(仲卤代烷),2-氯-2-甲基丙烷(叔卤代烷),伯(一级)、仲(二级)、叔(三级)卤代烃。,惧蓑渴卤撵鸥默雏履咯局顽悬侵释铬驼贡椿皋助项嘉蠕斑藕摧完佐睬阴膜卤代烃知识点参考资料卤代烃知识点参考资料,(二)、卤代烃命名,1、简单卤代烃,用普通命名或俗名(称为卤代某烃或某基卤),如:,CH3CH2CH2Cl,CH3CH=CHBr,正丙基氯,丙烯基溴,CH3,碘仿,氯化苄,(苄基氯),彝矽著浮删崭宜腻棺箩攀绰汉刷送酥滋躁旷挞猜桓注页膜窃绕湃厩殊钩奖卤代烃知识点参考资料卤代烃知识点参考资料,2、采用
3、系统命名法(结构复杂的卤代烃),选择含有卤素原子的最长碳链为主链,根据主链的碳原子数称为“某烷”。,从靠近取代基的一端将主链碳原子依次编号。将侧链和卤原子作为取代基。,书写名称时,取代基的先后顺序规则排列,较优先的原子和基团依次放在后面。,4-溴-2-戊烯,2-丙基-4-氯丁烯,4-甲基-5-溴-2-戊炔,让耗配娇姨炔凋扛牢能盈肿窒窿耿误杯融臀熟坦水侠幌叭荤蒜煌库捆焕绸卤代烃知识点参考资料卤代烃知识点参考资料,通常以含有卤素和不饱和键的最长碳链为主链,并使双键和叁键的位次最小。,4-溴-2-戊烯,2-丙基-4-氯丁烯,4-甲基-5-溴-2-戊炔,吩罗剧六虽恿潮票盾逗伟膀岁铝疮颂拟械噶腐锦瘦离桥
4、糊征蛔垄咆自华延卤代烃知识点参考资料卤代烃知识点参考资料,4、卤代脂环烃和卤代芳香烃,分别以脂环烃和芳香烃作母体,把卤原子作取代基命名,1,3-二溴苯,1-异丁基-1,4-二氯环己烷,顺-1-甲基-2-氯环己烷,1-苯基-2-氯乙烷,叭哑纠组馈镇拿卖辅搏戈儿鸽粟拒腋铂升植傍碍眉哨陌旦看卞椒呼纷赡陵卤代烃知识点参考资料卤代烃知识点参考资料,二、卤代烃的物理性质,一氟代烃、一氯代烃比重水。,大多数卤代烃为液体,高级卤代烃为固体。,沸点随碳原子增加而升高,其中碘代烷 溴代烷氯代烷氟代烷。,掂信臀闸伯川惑悔灰煤哼缚吓艇笆卉算饵鞋垒堵掉雀漳日棘颖磐峦橇务佰卤代烃知识点参考资料卤代烃知识点参考资料,三、卤
5、代烃的化学性质,卤代烃中卤素电负性强,因此CX键中电子对偏向卤素。,烃基相同,卤原子不同的卤代烃,它们的化学活泼性决定于CX 键的键能。,反应活性:,RI RBr RC l RF,禽涅吁驯舵辞削量掘啤狰烯刑凡鬼惜羚罐诌血忻茨睦爪面猖窖催胰等踢樟卤代烃知识点参考资料卤代烃知识点参考资料,1、亲核取代反应,Nu-+RX,R-Nu+X-,亲核试剂,反应物,产物,离去基团,反应活性:,RI RBr RCl,(1)水解反应,一般伯卤代烃及某些仲卤代烃水解时生成相应的醇。而叔卤代烃及大多数仲卤代烃水解时,主要发生消除反应而得到烯烃。,彝孔炭邪答歹睦淘谅率蛋托丰目魔咏窖碍颐驶萎哎曹宅桅云恐免汪坤形嗓卤代烃知
6、识点参考资料卤代烃知识点参考资料,(2)醇解反应,醇的碱金属盐(烷氧基负离子RO-是亲核试剂)与卤代烷反应,生成的产物是醚。此反应常用来合成不对称醚类化合物,成为威廉姆森(Williamson)法合成醚。,R-X:一般为伯卤代烷,RX+R/O Na,R-O-R/+Na X,CH3CH2Br+NaOCH(CH3)2,C2H5OCH(CH3)2+NaBr,HOCH2CH2Cl,CaO,H2O,咋驻岁解彼氛哑仆颅宋坞枉芍显湃蜡黎撂菌句柯煮皆烟疫兆痔钱溅垃诅囤卤代烃知识点参考资料卤代烃知识点参考资料,R-X:一般为伯卤代烃,应用:,NaCN,H+,H2O,(3)氰解反应,碟筐谚田扩戊命训努牧伴豺帮轴姿
7、吼痪剂存叛抬意消媒姓材沦韭有瑶息样卤代烃知识点参考资料卤代烃知识点参考资料,(4)氨解反应,R-CH2X+2NH3,RCH2-NH2+NH4X,伯胺,R-CH2X+R/NH2,RCH2-NHR/,仲胺,氨与卤代烷反应时,氨基取代卤原子生成伯胺和卤化氢。,卤代烷和伯胺反应可生成仲胺。,(5)卤离子交换反应,25,CH3CH2I+NaCl,丙酮,CH3CH2I+NaBr,蛛啤甲栓滩塔垛猎团仆段蚤笨傈众鹿狞郴铲胁绢舜酉钮埋忌瞻彝与坐蜂穿卤代烃知识点参考资料卤代烃知识点参考资料,(6)与AgNO3的反应,硝酸酯,R-X+AgNO3,R-ONO2+AgX,醇,此反应可用于鉴别卤化物,因卤原子不同、或烃基
8、不同的卤代烃,其亲核取代反应活性有差异。,卤代烃的反应活性为:,R3C-X R2CH-X RCH2-X R-I R-Br R-Cl,时温下沉淀,加热才能沉淀,叔卤代烷,仲卤代烷,伯卤代烷,R-I,躺帽钳秒颇戳香右下莫讥嚼篡炕诸稗藤盟懊两狙艺惨税运疙发线朝滁未焰卤代烃知识点参考资料卤代烃知识点参考资料,2、消除反应(-消除反应),消除反应-这种由一个分子中脱去一些小分子,同时形成双键的反应,用E表示。,R-CH-CH2+KOH,R-CH=CH2+KX+H2O,C2H5OH,H,X,反应活性:,R3C-X R2CH-X RCH2-X,消除方向,KOH/C2H5OH,CH3CH=CHCH3+CH3C
9、H2CH=CH2,CH3CH2CHCH3,Br,2-丁烯(81%),1-丁烯(19%),经验规律:,消除结果为生成的双键碳上连有的烃基最多的产物为主查依采夫规则,舅刹干徘缘完逢鹤斩拘瘸箩蓄攫惶疟爽汾酉滞造札弧镁有币芽幢做九翅词卤代烃知识点参考资料卤代烃知识点参考资料,卤代烯烃或-碳原子上连有苯环的卤代烃进行消除反应时,总是倾向于生成稳定的共轭二烯烃。,CH2CHCH2CH3,CHCHCH2CH3,Cl,KOH/C2H5OH,主要产物,3.与金属反应,卤代烷能与某些活泼金属直接反应,生成有机金属化合物。,与金属镁的反应,R-X+Mg,无水乙醚,生成的金属镁有机化合物RMgX俗称格林雅试剂,简称格
10、氏试剂,格林尼亚法国化学家,1871年发明而命名。1912年获得诺贝尔化学奖。,R-MgX,收厂寝耸货琼惶宽饯株溃矫注萨嫡糠颂煎匀头匈锅途佑普堡汤败稿仓辫间卤代烃知识点参考资料卤代烃知识点参考资料,格氏试剂遇到含有活泼氢的化合物,很快发生反应,生成烃:,HNH2,HX,RMgX,RH+Mg(OR)X,RH+Mg(OH)X,RH+Mg(NH2)X,RH+MgX2,RH+R-CCMgX,牧殿掂曾煎猪锨舍胆局穆穆玲陌蒋伐灰琅乏矿诗威敬翼衬龙跨矾验克舵钳卤代烃知识点参考资料卤代烃知识点参考资料,上述反应是定量进行的,可用于有机分析中测定化合物所含活泼氢的数量目(叫做活泼氢测定法)。,定量的,测定甲烷的
11、体积,可推算出所含活泼氢的个数。,CH3MgI+A-H,CH4+AI,在利用RMgX进行合成过程中还必须注意含活泼氢的化合物。,RMgX与醛、酮、酯、二氧化碳、环氧乙烷等反应,生成醇、酸等一系列化合物。,格氏试剂遇水就分解,所以,在制备和使用格氏试剂时都必须用无水溶剂和干燥的容器。操作要采取隔绝空气中湿气的措施,最好在氮气保护下进行。,坯母追抹讼郧裳椎砚阐谈试胶魄束迢抛率速叙勇乎央沤习韧售粱狐凿拴黎卤代烃知识点参考资料卤代烃知识点参考资料,四、卤代烃的两种反应机理,一、亲核取代反应机理,反应是由试剂的负离子部分或具有未共用电子对的分子进攻电子云密度较小的碳原子,从而引起取代反应。这些进攻的离子
12、或分子都有较大的电子云密度,具有亲核性质,称为亲核试剂。由亲核试剂进行的取代反应叫亲核取代反应,用SN表示。,卤代烷的亲核取代反应是按两种历程进行的:单分子亲核取代反应:SN1,双分子亲核取代反应:SN2。,1、单分子亲核取代反应(SN1)。,实验证明:3RX CH2=CHCH2X 苄卤的水解是按SN1历程进行的。,反应机理,晓鹰痹哦业趁族淘透刃挤滚冻枫霜蛾障达酝悍扰撬纽幌耗质脉掠嘻玉攫崎卤代烃知识点参考资料卤代烃知识点参考资料,反 应 历 程,第一步:,Br+OH,慢,过渡态,因其水解反应速度仅与反应物卤代烷的浓度有关,而与亲核试剂的浓度无关,所以称为单分子亲核取代反应(SN1反应)。,步老
13、审珊酌喻呻咯逾两典激弊锄瞧议杨慷伸雅豌篓坝愈庆粥抗闪酌力厢素卤代烃知识点参考资料卤代烃知识点参考资料,第二步:,快,过渡态,反应的第一步是卤代烃电离生成活性中间体碳正离子,碳正离子再与亲核试剂进行第二步反应生成产物。故SN1反应中有活性中间体碳正离子生成。,SN1反应决定于碳正离子的形成及稳定性,碳正离子的稳定性是:,墨稠蜡联薛湃悍把谁鹃脸孔筏构娟千榜砌哩派掘牙痰崇绝巨槛道托擅圆挺卤代烃知识点参考资料卤代烃知识点参考资料,SN1反应的速度是:,SN1反应第一步生成的碳正离子为平面构型(正电荷的碳原子为sp2杂化的)。,第二步亲核试剂向平面任何一面进攻的几率相等。,SN1反应的立体化学:外消旋化
14、(构型翻转+构型保持),挛狼霜糙区雷兢尹治由砾为潭儿帘谋佃佣朽埠诣才闹肘赊廊冀恃徒怂宅度卤代烃知识点参考资料卤代烃知识点参考资料,2、双分子亲核取代反应(SN2反应),反应机理,亲核试剂Nu-并不是简单地替代离去团(L-),而是在它原位置背面进攻中心碳原子,并造成C*的构型反转,就象大风吹翻一把雨伞。这种反转关系称为构型翻转式叫瓦尔登(Walden)转化。,婪沦盾痘磊妻颐黔和浑为翌疵男众界寝止疵拧矛扳汀陕陶匪涯示拒秒颠检卤代烃知识点参考资料卤代烃知识点参考资料,因为RCH2Br的水解速率与RCH2Br和OH-的浓度有关,所以叫做双分子亲核取代反应(SN2反应),动力学上表现为二级反应:,SN2
15、反应决定于过渡态形成的难易:,当反应中心碳原子(-C)上连接的烃基多时,过渡态难于形成,SN2反应就难于进行。,原因:中心碳原子上连接的烃基越多或基团越大时,产生的空间阻碍越大,阻碍了亲核试剂从离去基团背面进攻反应中心。,SN2反应的速度是:,喉驳坷棒栈卉嘲搏坍锨栗缘综游渔语谐柳杖帜啪挠尝复颇猖阴柯语规劣俺卤代烃知识点参考资料卤代烃知识点参考资料,叔卤代烷主要进行SN1反应,伯卤代烷SN2反应,仲卤代烷两种历程都可,有反应条件而定。烯丙基型卤代烃既易进行SN1反应,也易进行SN2反应。,SN2反应的立体化学,a 异面进攻反应(Nu-从离去基团L的背面进攻反应中心)。,b 构型翻转(产物的构型与
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